日本も、2050年までに温室効果ガスの排出を全体としてゼロにする、 カーボンニュートラルを目指すという大きな目標を世界に向けて約束をしました。
地球規模の課題である気候変動問題の解決に向けて、世界共通の長期目標です。 将来の世代も安心して暮らせる、持続可能な経済社会をつくるため、カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現に向けて、住宅分野での省エネを推進する様々な政策を展開しています。
日本の家は、カーボンニュートラルには程遠いのが現状です。
なぜなら、現状の日本の家の断熱性・気密性のレベルは、先進国の中では非常に低いと言えます。
断熱性・気密性が低い家は、
- 〇夏暑く、冬寒いので快適性が低い。
- 〇燃費が悪い・快適性を高めるためにたくさんのエネルギーを使って冷暖房をしないといけない。
- 〇住んでからかかるコストも環境負荷も大きい。
- 〇家の中の温度差や湿度が健康に影響を及ぼします。
地球環境だけでなく、自分たちの毎日の生活にも大きな影響を及ぼす住まいの断熱性、気密性です。
今回の記事では、高断熱・高気密住宅を30年前から建築している建築実績が豊富な千葉県木更津市の工務店が、専門的な目線から高断熱・高気密住宅について詳しく分かりやすく解説していきます。
高断熱住宅とは
高断熱住宅とは、夏の暑さや冬の寒さなど外気の影響を受けないように、室内の温度環境を断熱によって伝えにくくした住宅のことです。
高断熱住宅では、断熱性の高い窓や外壁と室内外の壁、天井、床の間に断熱材を用いて、住宅の断熱性能を高めています。
外気温の影響を受けにくくした高断熱住宅では、暑い夏の室内は涼しく、寒い冬の部屋は暖かく保てるのが特徴です。また、エアコンや暖房器具によって調節した室内から屋外への熱も逃がしにくくなるため、省エネ住宅です。
断熱性が低いと、窓や壁、天井、床を通して屋外から熱気や冷気が入り込んで室温の変化に影響します。そのため、室内の温度を一定に保つために余計な光熱費がかかってしまいます。
断熱とは、熱移動を極力おさえ減少させることです。
熱は温度の高い方から低い方へと移動します。
移動方法には、熱伝導（5％）、対流（20％）、放射（輻射、75％）の３つがあります。
熱移動の3原則
- ・熱伝導は、熱が物質によって運ばれる現象のことを言います。
- ・対流熱は、空気（液体）に乗って熱が移動することです。
- ・熱放射は、熱が放射線（電磁波）によって運ばれる現象のことです。
高断熱住宅の性能は、この3つの熱をどこまで制御できるかが、カギとなります。
■断熱材
断熱材とは、熱を通しにくい材料のことです。
建築に使用される断熱材にはさまざまな種類があります。
無機繊維系では、ガラスを溶かして繊維状に加工したグラスウール、
木質繊維系では、新聞紙などの古紙を再利用したセルローズファイバーが代表的です。湿気が多いときは吸収、湿気が少ない時は放出する調湿作用に優れているのが特徴です。
発砲プラスチック系とは、さまざまな樹脂を空気よりも断熱性の高いガスで発泡させた断熱材です。気泡が小さくて数が多いほど、熱が伝わりにくくなります。
ボード状に加工された製品のほかに、施工現場で直接吹き付けて使用する現場発泡品があります。
数多くの種類がある断熱材ですが、それぞれで断熱性能や施工性、遮音性、吸音性、調湿機能、耐火性が異なります。
そして、断熱性能の指標となるのは、「熱伝導率」数値が低いほど熱を伝えにくいです。しかし、熱伝導率の大きい断熱材でも、断熱材を厚くすることで、断熱効果は高まります。
また、各断熱材の特徴と性質を活かした施工をしなくてはなりませんので注意が必要です。誤った施工をすると壁体内結露やカビやダニを発生させることになります。
■断熱の工法
住宅の断熱の工法には、「外断熱」と「内断熱」があります。
それぞれ断熱材を入れる箇所や気密性、使用できる断熱材が異なります。
外断熱は建物の外側で熱の出入りを断ち切るのが特徴です。
断熱材を入れる箇所は柱の外側と外壁の間で、建物全体を包むようなイメージになります。
内断熱は内側の壁と外側の壁の柱の間に断熱材を設置します。
外断熱は使用できる断熱材が限られますが、内断熱は種類が多く安価なものや断熱効果の高いものが揃い、使用範囲が広がります。
木造の建物は鉄筋コンクリート造の建物と比べると、熱容量はあまり大きくありません。建物自体は外気によって冷やされにくいことから、外断熱の効果は実感しにくいでしょう。
そのため、木造の建物には外断熱よりも内断熱のほうが適しているといえます。
鉄筋コンクリート造の建物は、熱容量が大きい点が特徴です。構造躯体自体が蓄熱層になるため、外側に断熱材を設置することで効率よく熱を遮断できます。
そのため、鉄筋コンクリート造は外断熱と相性が良いといえるでしょう。外断熱は北ヨーロッパなど、気温が低く、鉄筋コンクリート造の建物が多い地域で主流の断熱方法です。
どちらの工法でも、断熱性と気密性を確保する施工力が必要です。
誤った施工をすると壁体内結露やカビやダニを発生させることになります。
■窓、ガラス
窓は、最も大きな熱の出入り口です。夏は71％もの熱が侵入し、冬は48％熱が流出します。サッシ、ガラスの性能の差で、快適さが違ってくるので、断熱対策としては大きなポイントになります。
1．ガラスの断熱性能を決める3要素
- ガラスの枚数
シングル(1枚)よりペア(2枚)よりトリブル(3枚)と枚数が多いほど、断熱性能が高まります。 - ガラスの間の中間層
ガラスの間が、空気、ガス、真空の順に断熱性能が高まります。 - ガラス表面の金属膜の有無
ガラスの表面をLow-Eと呼ばれる金属膜で覆うと、遮熱、断熱性能が高まります。
2．サッシの断熱性能は素材で決まる
アルミは熱伝導率が高く、断熱性能が低く結露の原因となります。
アルミの熱伝導率に比べて約1千分の1となる樹脂を室内側に使用したアルミ樹脂複合サッシがあります。
さらに高い断熱性能のフレームに樹脂を使用した樹脂サッシがあります。
■断熱性の指標
Q値
Q値とは、「外壁」・「窓」・「屋根(天井)」・「床」などの各部位から逃げる熱量(熱損失量)を床面積で割った値です。平成11年基準では、Q値が使われていたのですが、平成25年基準からUA値が使われるようになっています。
UA値の0.87は、だいだいQ値の2.7に相当します。
家全体から熱が逃げる割合を表す性能値（熱損失係数）で、この値が小さいほど断熱性が高くなります。
次世代省エネルギー基準（1999年）は、日本の地域を６つに分けて、Ⅰ地域（北海道）～Ⅵ地域（沖縄）とし、それぞれのエリアでQ値の目標値が定められています。先進国との比較ではまだまだ低い基準となってしまいます。
北海道レベルとなると断熱基準が高いと言えるでしょう。
【各国の省エネ基準】
UA値
現在の省エネ基準では、断熱性能はUA値で示されます。
UA値とは、「外壁」・「窓」・「屋根(天井)」・「床」などの各部位から逃げる熱量(熱損失量)を外皮面積(外壁・屋根(天井)・床の面積の合計)で割った値です。
単位は、W/㎡・K です。
UA値が小さいほど、熱を通しにくい家であることを意味し、「断熱性能」や「省エネ性能」が高いということになります。地域ごとにUA値の基準が定められています。
断熱等性能等級6、7（HEAT20/G2、G3）以上、地域区分のレベルが世界水準の断熱性能です。 なおUA値は、同じ断熱材・窓等の外皮性能であっても、平面プランや窓等の開口部比率等によって、一棟ごとに異なることも理解しておきましょう。
2022年は、住宅の品質確保の促進等に関する法律が一部改正され、2022年4月1日より「断熱等性能等級5」及び「一次エネルギー消費量等級6」が施工されました。等級5はZET基準にあたる断熱性能です。また、2022年10月1日から更なる上位等級として、断熱等性能等級６、7が新設されました。HEAT20/G2、G3基準にあたる断熱性能です。
ηAC値(イータ・エー・シー)
平均日射熱取得費(ηA値)とは、住宅にどのくらいの日射熱が入るかを表した数値です。数値が大きいほど日射熱が住宅に入ることを表します。
省エネルギー基準の外皮性能を表す指標の一つです。
季節によって日射の強さや太陽の高さが異なるため、冷房期(ηAC値)と暖房期(ηAH値)をそれぞれ計算します。
ηAC値は、単位日射強度当たりの日射により建物内部で取得する熱量を冷房期間で平均し、外皮面積の合計で除した値です。
値が小さいほど住宅内に入る日射による熱量が少なく、冷房効果が高くなります。
高気密住宅とは
高気密住宅とは、住宅のすき間をなくして室内と屋外の空気の出入りを少なくすることです。
■なぜ高気密住宅が必要なのか
夏の暑いとき、冬の寒いとき、きれいな空気を24時間、機械換気装置で室内に入れ、冷暖房の効率を下げず、換気するために気密化が必要になります。
気密化の目的は、新鮮な空気を計画的に室内に取り入れるためです。
隙間が多い気密性の低い住宅は、エアコンなどの熱効率が悪くなります。
高断熱住宅で、いくらUA 値が高くても、隙間だらけでは意味がありません。外の冷気や熱気が入りやすいので、断熱性能を発揮することができず、冷暖房が効かなくってしまうのです。
気密性が低い住宅では、夏の除湿、冬の加湿の効率は落ち、湿度を快適に保つことも難しいでしょう。また、音を通しやすく遮音性が劣るため、音の漏れや家の外の音が大きく聞こえるなどの問題も生じます。
■高気密住宅のポイント・室内の上下温度差が小さくなる
高気密化によって室内の上下温度差は少なくなり、暖房しているのに、足元がスースー寒いということも解消します。また、部屋間の温度差も少なく保つので、部屋を移動したときに感じる寒さも軽減できます。
■高気密住宅のポイント・計画的な換気を可能にする
気密性が低い家では、知らないうちに隙間から空気が出入りし、その換気量は季節の風の強さによって大きく変化するので、多すぎたり不足したりします。風が強い日や、室内外に圧力差があるときは、隙間から空気の出入りが多くなるので、PM2.5や花粉、砂ぼこりなど外気の汚れが侵入してしまいます。
気密性の高い家は、換気を計画的に行うことができます。
必要換気量の確保、換気経路の明確化、夏の暖気の制御、冬の冷気の制御などをコントロールします。気密性が高く計画通り換気されると、室内の空気は流れ、結露防止にもつながるのです。
■高気密住宅のポイント・壁内結露防止
建物に隙間があると、冬、室内の空気中の湿気が、外気に冷やされた外壁内、床下、小屋裏などで結露を生じ、断熱材や木材を濡らして腐食させることになります。これを防ぐためにロックウールやグラスウールなどの繊維系断熱材の場合は、断熱層の室内側にポリエチレンフィルムなどで防湿層を施工することが非常に大切です。これが内部結露を防ぎ、木造建物の耐久性能に重要な役割を果たしているのです。ウレタンやポリスチレンなど、板状のプラスチック系断熱材の場合も隙間を防ぐためにテープやウレタン等の発泡剤の綿密な施工が重要です。
■高気密住宅のポイント・熱損失を少なくする
建物の気密性が低いと、隙聞からの換気量と逃げる熱が多くなってしまいます。住宅の隙間を少なくすることで、冷暖房の熱損失を大幅に減らし、エネルギー消費は効率的になります。
■気密性の指標・C値
C値（相当隙間面積）とは、住宅に空いた隙間がどれくらいあるかを表した値のことをいいます。延床面積に対する隙間面積の割合を示し、例えば延床面積 100 ㎡ の家で、 C 値が 1.0 c㎡/㎡ の場合、家のすき間の合計は 100 c㎡になるということです。
※C値は完成後に測定します。
C 値（単位：c㎡/㎡）= 家全体の隙間の合計 ÷ 家全体の延床面積
室内の空気がどれくらい漏れるか、また外部からどれくらい侵入するかを表し、この値が小さければ小さいほど隙間が少なく、高気密であるといえます。
C値はどのくらい必要なのか
それでは快適な暮らしを送るためには、どの程度の気密性が必要なのでしょうか。C値がどの程度必要なのか、第３種換気の気密性能と隙間からの給気量の関係の表で見てみましょう。
※図１（気密性能と給気量）。
気密性を高めて、C値1.0c㎡/㎡にしたとしても、給気口から入る空気の割合は50％に過ぎません。半分は「すき間」から入る空気ということになります。
換気扇から離れた部屋の換気が適切に行われることは期待できません。
C値が2.0c㎡/㎡を切らない場合、換気設備の意味すらないといえるでしょう。
▶C値5.0c㎡/㎡未満
日本の寒冷地（北海道・東北の一部）を除いた地域の省エネ基準とされてきた数値。このC値では計画的な換気は到底できないでしょう。
▶C値2.0c㎡/㎡未満
日本の寒冷地（北海道・東北の一部）の省エネ基準値であり、高気密住宅というとこのレベルを指すことが多い。換気システムを機能させるために最低限必要とされる気密性能です。
▶C値1.5c㎡/㎡未満
排気にのみダクトを使用する第三種換気システムで要求されるレベルです。
▶C値1.0c㎡/㎡未満
一般的な第三種換気システムで必要なレベル。断熱性能を生かすためには、どの換気方式でもこの程度の気密性能が望ましいといわれています。
千葉工大の小峰教授の論文によりますと、C 値 0.7 c㎡/㎡ 以下であれば、強風が吹く地域でも隙間風による熱損失の影響がないという報告があります。
▶C値0.5 c㎡/㎡未満
夏に除湿、冬に加湿することができ、調湿が整い、とても快適な空間になります。ちなみに、ドイツの省エネルギー住宅であるパッシブハウスでは、C値の基準が、さらに厳しい 0.2 c㎡/㎡となっているようです。
理想のC値は、0.5㎠/㎡以下が望ましい
※図２（各国の隙間相当面積基準の比較）
日本の一般的な住宅の気密性能は、先進国のなかでも低い水準となっています。高断熱、高気密、計画換気の、三位一体です。どれが欠けても快適な環境の高断熱、高気密住宅はできません。
高断熱、高気密住宅の注意したいポイント
換気設備による計画換気
高断熱、高気密住宅には、必ず換気設備による計画換気が必要です。
24時間換気システムにより計画換気を行い、室内の空気の質をよくすること。
換気の重要性は人が生活する住宅、オフィス、店舗などの室内の汚れた空気を川の流れのように屋外へ排出して新鮮な空気を取り入れ、空気環境を守りきれいにする役割があります。
気密性能の高い事が重要となりますが、計画的な換気を考えずに、ただ気密化を高めると、不快な環境になります。
建物の気密化と計画的な換気は表裏一体のもので両者を切り離して考えることはできません。
■計画換気ポイント・新鮮空気の供給と汚染空気の排出
人間が生活する中で二酸化炭素、一酸化炭素、臭い、水蒸気、有害化学物質、ホルムアルデヒド、VOC、カビ、ダニ、埃など、外部から侵入する排気ガス、花粉、PM2.5などがあります。
これらの排出も計画換気で行います。
■計画換気ポイント・室内の空気の清浄化
室内では衣類、布団や絨毯からのほこり、その他のチリや、トイレ・ゴミ・人体・喫煙・調理などによる臭気が発生します。
このチリや臭気を室内から排出し、衛生的で快適な生活環境をつくり出します。
■計画換気ポイント・熱や水蒸気の排出
台所のレンジ・冷蔵庫や浴室などで発生した不要な水蒸気を屋外に排出します。冬期間、発生した水蒸気を適宜排出しなければ、室内空気中の水分はどんどん増えて結露の原因となります。
換気によって、この水分の多い空気を排出し、水分の少ない外気を取り入れることにより除湿されます。
■計画換気ポイント・従来の換気扇では断熱性能、気密性能の低下
従来の換気扇は、住宅の壁に大きな穴をあけて換気する方式ですから気密性が悪く、省エネルギーという概念からはほど遠いものです。
また換気効率も気密性能が悪いためにあまり高いとはいえません。
高断熱・高気密住宅で従来のような換気扇を使用すると、結露など重大な住宅欠陥の原因になります。
■計画換気の種類と方法
-
- 第一種換気法
送風機と排風機を併用する方法で、給気量と排気量の調整により室内の気圧を外気圧に対して正圧（プラス圧）に、あるいは負圧（マイナス圧）に保つことが出来ます。これを同時給排型換気といいます。
新鮮空気の供給も汚れた空気の排出もそれぞれのダクト配管を通して行う。
これは臭いや湿気までは、交換することは難しい。それにより、気管内部を汚染させてしまう危険があります。 - 第二種換気法
送風機で室内に外気を供給し、排気は排気口から押し出す自然排気。
この方法では室内がプラス圧となり、出入口のドアを開けても他の部屋から 汚染した空気が入ってこない。
無菌室や手術室など、クリーンルームに採用される特殊な方法です - 第三種換気法
北欧やスウェーデンで最もポピュラーに使用されている安全な換気方法です。
排風機によって強制排気、給気は計画的な位置に設けた給気口から自然給気。
室内空気はマイナス圧になり、出入り口のドアを開けた時も室内空気が流出しない特長があります。
トイレや厨房等、臭いが外に流れないようにする換気装置として使用されてきました。
現在では、計量換気装置として排出量が計算しやすいのと、メンテナンスが容易でトラブルが少ないことから、住宅の換気装置として最も一般的に使用されるようになっています。
ウイルス対策には、各部屋で給気をして排気もする一方通行型の第三種換気が良いでしょう。計画換気、気密性能、断熱性能は、三位一体です。どれが欠けても快適な環境の高断熱、高気密住宅はできません。
- 第一種換気法
まとめ
今は、住宅の断熱性能の向上がはかられている、いわば過渡期です。
断熱には様々なグレードがあって、どの断熱のレベルにするかは会社によって提案がかなり違ってきます。
また、施工の精度によって効果が左右される高断熱、高気密住宅です。
その良さが発揮されれば、快適な住環境になるだけでなく、省エネになり、結露やカビで傷まない建物の耐久性もアップし住む方々の健康にも役立ちます。
確かな高断熱、高気密住宅を手に入れましょう。
新築だけでなくリフォーム、リノベーションでも断熱性や気密性を高めることはできるので、ぜひ高断熱、高気密住宅をご検討ください。
当社は、いち早く「高断熱」「高気密」の住宅に取り組んできました。
温暖な千葉県、東京都、神奈川県であっても、Ⅰ地域(北海道)基準のレベルの高い断熱性能をかれこれ30年以上に渡り実現してきた工務店です。
施工エリアは、千葉県、東京都、東京近郊神奈川、埼玉、茨城県です。
これから土地の購入、住宅、マンションの新築、リフォーム、リノベーションをご計画の方に、仁・幸夢店ではより詳しくお伝えするために対面、オンラインどちらでもご相談承ります。お気軽にお問い合わせください。